Một nhóm nghiên cứu của Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã triển khai đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất protein đơn bào từ nguồn phụ phẩm ngành giấy và ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi”, mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp giấy và sản xuất, chế biến thức ăn chăn nuôi trong nước.

PGS.TS Lê Quang Diễn báo cáo về tiến độ thực hiện đề tài trước đoàn công tác của Bộ Công Thương

Giải quyết hàng ngàn tấn phụ phẩm

Báo cáo với Đoàn công tác kiểm tra định kỳ các nhiệm vụ khoa học và công nghệ thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020, do Bộ Công Thương thành lập, PGS.TS Lê Quang Diễn, chủ nhiệm đề tài cho biết, từ tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng protein trên thế giới cho thấy, protein đơn bào là nguồn cung cấp protein ổn định của tương lai nhằm đáp ứng nhu cầu của con người cũng như làm nguồn cung cấp thức ăn cho gia súc, gia cầm.

Đặc biệt, protein đơn bào có thể được sản xuất trên các cơ chất là đường C5, C6 từ các loại phế phụ phẩm nông nghiệp, công nghiệp và lâm nghiệp, trong đó có phế phụ phẩm lignocellulose của ngành công nghiệp giấy. Những dạng phế phụ phẩm, chất thải hữu cơ tiềm năng này có thể tiếp cận và tận dụng khá thuận lợi, để sản xuất ra sản phẩm giá trị gia tăng cho các ngành sản xuất và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thực phẩm. Bên cạnh đó, tận dụng phế phụ phẩm, chất thải, để tái sử dụng là một trong những đóng góp quan trọng trong phát triển nền kinh tế tuần hoàn, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Theo PGS.TS Lê Quang Diễn, hiện nay nguyên liệu sản xuất bột giấy ở nước ta chủ yếu là gỗ keo, chiếm >80% lượng nguyên liệu gỗ, trong đó chủ yếu là Keo tai tượng. Sản lượng dăm mảnh gỗ nguyên liệu giấy của cả nước có thể đạt khoảng 7-8 triệu tấn/năm, sử dụng cho sản xuất bột giấy trong nước và xuất khẩu. Chỉ riêng phế liệu dưới dạng dăm mảnh vụn, có thể đạt hàng ngàn tấn (chiếm tới trên 2% khối lượng dăm mảnh), được tập trung tại các nhà máy chế biến dăm mảnh nguyên liệu giấy.  

Về tính chất, dăm mảnh vụn có thành phần hóa học tương đương gỗ, tức có hàm lượng polysaccarit đạt >70 %, nhưng do có kích thước quá nhỏ và chứa nhiều tạp chất hơn, nên không phù hợp làm nguyên liệu sản xuất bột giấy. Hơn nữa, dăm mảnh vụn là dạng vật liệu lignocellulose ít bị phân hủy sinh học và dễ dàng thu gom, tồn trữ. “Vì vậy, việc tận dụng loại phế liệu này để chuyển hóa thành đường, sử dụng cho sản xuất protein vi sinh làm thức ăn chăn nuôi là phù hợp” - PGS.TS Lê Quang Diễn cho hay.

Xuất phát từ thực tế đó, PGS. TS Lê Quang Diễn và các cộng sự tại Viện Kỹ thuật hóa học, Đại học Bách Khoa Hà Nội đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất protein đơn bào từ nguồn phụ phẩm ngành giấy và ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi”. Đề tài nằm trong khuôn khổ Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 do Bộ Công Thương chủ trì.

Trong nước chưa có công nghệ tương tự

Mục tiêu cụ thể của đề tài là tuyển chọn được chủng giống nấm men phát triển trên đường xylose-glucose chuyển hóa từ phế liệu gỗ keo tai tượng, đồng thời xây dựng được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị quy mô bán công nghiệp sản xuất protein đơn bào từ phế liệu gỗ keo tai tượng, ứng dụng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm.  

Quy trình công nghệ sản xuất protein đơn bào từ phế liệu gỗ keo tai tượng, được xây dựng trên cơ sở công nghệ hiện đại sản xuất protein từ nguyên liệu lignocellulose trên thế giới, có quy mô tương đương bán công nghiệp, có thể chuyển đổi thành quy mô sản xuất lớn. “Trong nước chưa có công nghệ tương tự. Ngay cả trên thế giới cũng chưa có nghiên cứu nào về nuôi cấy nấm men đơn bào trên cơ chất là dịch đường glucose chế tạo từ gỗ theo phương pháp đường hóa bằng enzyme” - PGS.TS Lê Quang Diễn khẳng định.

Nghiên cứu công nghệ sản xuất protein đơn bào từ nguồn phụ phẩm ngành giấy và ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi

Chia sẻ về khả năng ứng dụng, chuyển giao kết quả nghiên cứu, PGS.TS Lê Quang Diễn cho rằng, nhu cầu về protein đơn bào làm thức ăn chăn nuôi rất lớn. Vì vậy, thành công của đề tài sẽ mở ra một hướng đi mới cho ngành công nghiệp giấy, có thể chuyển giao công nghệ này cho các doanh nghiệp chế biến dăm mảnh nguyên liệu giấy, sản xuất bột giấy, sản xuất và chế biến thức ăn chăn nuôi trong nước cũng như có thể hợp tác với các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm như một đối tác nguồn cung cấp thức ăn có giá trị dinh dưỡng đảm bảo và ổn định. Kết quả của nghiên cứu còn có thể làm cơ sở để mở rộng nghiên cứu và phát triển công nghệ đối với các nguồn đường khác nhau làm dinh dưỡng cho nấm men khác, như rỉ mật sản xuất mía đường, hay phế phụ phẩm chứa đường của chế biến trái cây.   

Như vậy, thông qua việc triển khai đề tài, các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu sẽ giải quyết được vấn đề xử lý chất thải sản xuất bằng công nghệ phù hợp, tạo ra sản phẩm giá trị gia tăng, đáp ứng nhu cầu trong nước về thức ăn chăn nuôi, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Ngoài ra, còn góp phần đào tạo được đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật có trình độ chuyên môn sâu, có kỹ năng nghiên cứu khoa học và phát công nghệ phục vụ sản xuất; nâng cao được năng lực nghiên cứu và phát triển công nghệ, đồng thời tăng cường cơ sở vật chất cho nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ.

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần thúc đẩy lĩnh vực công nghệ protein và vi sinh ở nước ta, giúp tạo ra sản phẩm mới, chủ động nguồn cung thức ăn chăn nuôi, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

NASATI